一种新型抗HBV药物E-CFCP可恢复人肝细胞中乙型肝炎病毒(HBV)诱导的衰老相关细胞标志物扰动

A novel anti-HBV agent, E-CFCP, restores Hepatitis B virus (HBV)-induced senescence-associated cellular marker perturbation in human hepatocytes.

作者信息Yuki Takamatsu, Sanae Hayashi, Hiroki Kumamoto, Shuhei Imoto, Yasuhito Tanaka, Hiroaki Mitsuya, Nobuyo Higashi-Kuwata
PMID36933835
期刊Virus Res
发布时间2023-05
DOI10.1016/j.virusres.2023.199094

实验完整度

包含体外原代人肝细胞感染模型和人源化肝脏小鼠体内模型,并进行了SA-β-Gal活性、蛋白表达、免疫细胞化学、免疫组化及细胞因子检测等多层级验证。

主要模型

原代人肝细胞(PXB-cells) 人源化肝脏嵌合小鼠(PXB-mice)

重点核对

HBV感染剂量(MOI 5)及E-CFCP处理浓度(10 μM) E-CFCP给药剂量(0.2 mg/kg/天)及给药方式(灌胃,持续10周) SA-β-Gal活性检测及量化方法 p21CIP1蛋白表达的WB及ICC结果

摘要

细胞衰老是一种细胞状态,涉及广泛的年龄相关生理状况,可受到各种传染病和治疗的影响。使用核苷(酸)类似物(NA)治疗乙型肝炎病毒(HBV)感染已确立并惠及许多HBV感染者,但需要长期甚至终身用药。除HBV感染的影响外,NA给药对肝细胞衰老的影响仍不清楚。本研究探讨了HBV感染和NA治疗如何影响人肝细胞和慢性感染HBV的人源化肝脏嵌合小鼠的细胞衰老。HBV感染上调或下调多种细胞标志物,包括衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)活性和细胞周期调节蛋白(如p21CIP1)在肝细胞核及人源化小鼠肝脏中的表达水平。一种新型高效抗HBV NA,E-CFCP,本身对所评估的标志物无显著干扰。此外,E-CFCP治疗将HBV感染的细胞恢复到与未感染HBV细胞相当的生理表型。本文报告的结果表明,无论机制如何,慢性HBV感染扰动人肝细胞和人源化小鼠肝脏中的多种衰老相关标志物,而E-CFCP可恢复这种现象。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
HBV感染和NA治疗(包括E-CFCP)对人肝细胞衰老相关细胞表型的影响是什么?
核心机制
E-CFCP通过恢复HBV感染导致的p21CIP1核内表达降低,从而逆转衰老相关表型扰动;机制可能涉及HBx蛋白,但文献未直接检测到HBx。
主要证据
体外培养的人肝细胞中,E-CFCP恢复了HBV感染引起的SA-β-Gal活性降低和p21CIP1核表达减少;体内PXB-mice中,E-CFCP降低了HBV感染诱导的p21CIP1表达升高。
研究意义
研究提示,使用高效安全的NA完全阻断病毒复制可能预防HBV感染的病理进展,包括癌变。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外HBV感染模型建立

在新鲜人肝细胞中建立慢性HBV感染模型,以模拟生理条件下的感染状态。

将PXB-cells以2.1×10^5 cells/cm²密度接种于I型胶原包被的培养板,次日以MOI 5感染HBV(含4% PEG 8000),培养17天后加入NA或对照药物,持续处理。

2

体外衰老标志物检测

评估HBV感染及NA处理对细胞衰老相关标志物的影响。

检测SA-β-Gal活性、细胞周期调节蛋白(p21CIP1、p16INK4a、p27KIP1)、转录因子(p53、p65NFkB、p38MAPK)及SASP因子(IL-6、IL-8)表达。

3

体内HBV感染模型治疗

在慢性HBV感染的人源化小鼠中验证E-CFCP的抗病毒效果及对衰老标志物的影响。

PXB-mice感染基因C型HBV(1.0×10^6 copies/body),约8周后病毒载量达约1.0×10^9 copies/mL,给予E-CFCP 0.2 mg/kg/天,持续10周,监测病毒载量、体重及血清人白蛋白,并进行肝脏免疫组化和蛋白分析。

4

无HBV感染下的NA处理

评估NA单独处理对未感染HBV的人肝细胞衰老标志物的影响。

对未感染HBV的PXB-cells单独给予TDF、ETV或E-CFCP(10 μM),检测SA-β-Gal活性、细胞周期蛋白、转录因子及IL-8水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
肝细胞生长培养基PhoenixBio--
聚乙二醇8000Promega--
E-CFCP----
恩替卡韦(ETV)Tokyo Chemical Industry--
富马酸替诺福韦酯(TDF)FUJIFILM Wako Pure Chemical--
QIAamp DNA血液微型试剂盒QIAGEN--
SMITEST EX-R + D试剂盒Medical and Biological Laboratories--
Lumipulse FFujirebio--
衰老β-半乳糖苷酶染色试剂盒Cell Signaling Technology--
96孔细胞衰老检测试剂盒Cell Biolabs--
Pierce BCA蛋白检测试剂盒Thermo Fisher Scientific--
Minute细胞质和细胞核提取试剂盒(用于细胞)Invent Biotechnologies--
Minute总蛋白提取试剂盒(用于动物培养细胞和组织)Invent Biotechnologies--
Mini-PROTEAN TGX凝胶Bio-Rad--
Trans-Blot Turbo转印系统Bio-Rad--
SignalFire ECL试剂Cell Signaling--
iBright CL1500成像系统Thermo Fisher Scientific--
Jess仪器Protein Simple--
12–230 kDa Jess & Wes分离模块Protein Simple--
抗HBV X抗原抗体[X36C] #ab2741abcamab2741
p16 INK4A (D7C1M)兔单克隆抗体 #80772Cell Signaling Technology80772
p21 Waf1/Cip1 (12D1)兔单克隆抗体 #2947Cell Signaling Technology2947
p27 Kip1 (D69C12) XP兔单克隆抗体 #3686Cell Signaling Technology3686
p38 MAPK抗体 #9212Cell Signaling Technology9212
p53 (7F5)兔单克隆抗体 #2527Cell Signaling Technology2527
Lamin B1 (D4Q4Z)兔单克隆抗体 #12586Cell Signaling Technology12586
HRP标记的抗兔二抗Protein Simple--
蛋白归一化检测模块Protein Simple--
重组乙型肝炎病毒X蛋白 #ab203540abcamab203540
p16INK4A (CDKN2A)(NM_000077)人重组蛋白 #TP320937ORIGENETP320937
抗p21CIP1 (12D1)(1:800,兔单克隆,#2947)Cell Signaling Technology2947
抗HBsAg(1:50,山羊多克隆,bs-1557G)Bioss Antibodiesbs-1557G
驴抗兔IgG(H+L)Alexa 488Jackson ImmunoResearch Laboratories--
驴抗山羊IgG(H+L)Alexa 594Jackson ImmunoResearch Laboratories--
DAPI溶液Thermo Fisher Scientific--
Cytation 5细胞成像多功能读板机BioTek Instruments--
抗p21Waf1/Cip1 (12D1)(1:50兔单克隆,#2947)Cell Signaling Technology2947
生物素化抗兔IgGDako--
人IL-6 Quantikine ELISA试剂盒R&D Systems--
人IL-8/CXCL8 Quantikine ELISA试剂盒R&D Systems--
Cell Meter荧光法细胞内总ROS活性检测试剂盒*绿色荧光*ATT Bioquest--
R 4.2.2版本----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
体外HBV感染
细胞类型(PXB-cells)、接种密度(2.1×10^5 cells/cm2)、感染复数(MOI=5)、PEG 8000浓度(4%)、培养时间(17天)、药物浓度(10 μM)、对照(0.05% DMSO)
阅读提示:参见Materials and methods, 2.2 In vitro viral infection assay;图1A
体内HBV感染模型
小鼠品系(uPA/SCID)、人类肝细胞供体(BD195)、移植方式(脾内注射)、HBV基因型(C_AT)、感染剂量(1.0×10^6 copies/body)、感染后给药起始时间(约8周,病毒载量约1.0×10^9 copies/mL)、给药剂量(0.2 mg/kg/day)、给药途径(灌胃)、给药周期(10周)
阅读提示:参见Materials and methods, 2.3 In vivo viral infection assay;图1E
衰老标志物检测
SA-β-Gal染色及定量试剂盒、Western blot(核蛋白提取、凝胶、转膜)、Simple Western(蛋白浓度、抗体稀释度)、ICC(一抗稀释度、二抗)、IHC(抗原修复条件、抗体稀释度)
阅读提示:参见Materials and methods, 2.5-2.9;图2、图3